集成温度传感器(IC温度传感器)——优势与应用
也许在电子产品中测量温度的最现代方法是使用 IC 温度传感器。此类传感器可以直接内置到微电路中,并且由于半导体化合物的 I-V 特性与其温度的相关性,如今它们为开发人员提供了创建精确测量设备的广泛机会。这个方向发展的挺快的,有自己的特点,这在本文后面会讲到。
二极管积分传感器提供的优势超过 热电偶 和铂电阻温度计,尽管它们可以在相对较低的温度下工作——不超过 150°C。传感器非常紧凑,这就是它们易于内置的原因,而且它们的制造成本也很低。
此类传感器非常适合集成到调节器、放大器、微控制器和其他需要精确在线温度监测的电子设备中。二极管传感器非常灵敏和准确——这是它们在电子产品方面的主要优势。
集成传感器适用的领域越来越多。从测量模块的温度测量系统开始,以处理器的温度测量结束,并在具有许多受控参数的控制系统中应用:温度,压力等。
出于消防安全目的,将集成二极管传感器集成到远程温度监控系统中非常有用,以便在温度超过预定阈值时严格触发警报。
第一个集成传感器已经显示出优于 热敏电阻,因为对于热敏电阻,电阻对温度的依赖性远非线性,而对于二极管传感器,输出特性立即证明是线性的。
积分传感器分为模拟和数字两类,可以提供与温度成比例的电流或电压信号。模拟传感器并没有失去人气,因为它们的工作电压范围非常大——从 4 到 30 伏,同时对信号传输线上的压降不敏感。尽管当今大多数仪器都需要数字格式的输入数据,但可以使用 ADC 轻松地将模拟信号转换为数字信号。
在应用于监控和测量任务的许多解决方案中,二极管传感器内部都有一个 ADC,因为制造技术允许这样做——传感器被证明具有成本效益。数字积分温度计的输出信号现在以1或0的格式获取,便于传输到外部微控制器。
集成温度传感器还可以实现其他功能:监控电压变化、测量远程物体的温度、测量流量、发出超过设定温度的信号。
DS18S20 等集成数字温度传感器早已在全球范围内因 1-Wire 技术而广受欢迎,尽管它们最初被称为已停产的 DS1820 传感器。这些传感器具有噪声隔离和高计量性能,这在高速公路组织中非常重要。
15 年多来,DS1820 传感器一直用于构建范围从 -55 ° C 到 + 125 ° C 的多点温度控制系统,它们允许实时温度监控并快速发出温度信号超过设定点。这要归功于芯片内置的非易失性存储器。
DS18B20 传感器更先进——它们允许通过 1-Wire 对结果的位宽进行编程,从而设置转换率。从传感器出来的数字代码已经是温度测量的结果,不需要进行进一步的转换。
DS1822 传感器是 DS18B20 传感器的简化、未校准版本,价格更便宜,可用于低成本的多点温度控制系统。还有一个经济的双引脚版本,例如 DS1822-PAR,它以寄生单线模式供电。
还有一个 DS1825 单线温度计,它有 4 个地址引脚,用于单线线路上最多 16 个本地地址。该功能允许技术人员在 1-Wire 网络的一条线路上找到多达 16 个多点温度控制温度计。这不需要64位单独地址的匹配表,也就是说,这样的系统性能会提高。